城市网格化综合管理服务的云边端协同计算框架

为解决传统端云计算框架在城市管理服务的难计算和不及时问题,本文提出一套面向城市网格化综合管理服务的云边端协同计算框架。该框架通过构建城市综合管理服务业务分类模型、设计协同计算框架结构和智能适配过程,系统性结合云边端的处理优势与城市网格化管理模式。在装备端完成数据分级,在边缘侧实现模型处理,在云中心完成数据存储和复杂分析,从而实现城市管理服务快速处理、及时响应的目的。最后以武汉市东湖高新区为研究区域,基于本框架开展城市环境污染监测实验。结果显示,相比传统端云计算框架,本文所提云边端协同计算框架在计算性能和处理效率上均有较大优势,表明在城市网格化综合管理服务上具有良好应用前景。

基于物联网GIS的消防智能巡检系统设计与实现

消防设施的高效智能管理是衡量城市智慧化水平的重要指标。为了实现该目标,利用物联网技术以及网络地理信息服务技术,设计并实现了集移动巡检终端与网络后台信息管理系统于一体的消防设施智能巡检系统。该系统利用智能无线传感器、RFID以及蓝牙无线通讯等技术,实现消防设施非接触式自动巡检与巡检信息实时传输;通过基于GIS的消防管线与消防拴拓扑结构分层分级可视化,实现消防设施的统一高效管理。相比于现有巡检方式,基于物联网GIS的消防设施智能巡检系统提高了巡检效率与便捷性以及巡检信息的准确性与实时性,为城市中消防设施的实时动态智慧化管理提供了技术支撑和保障。

传感网支持下的洪涝事件过程监测与准实时服务方法及验证

洪涝过程探测与准实时服务对于保障人民生命和财产安全意义重大。通常洪涝探测仅关注洪涝断面/平均状态,缺乏对洪涝从发生、发展乃至最后结束的全过程的整体认知,且洪涝探测和服务被动滞后。本文制定洪涝过程探测规则,改进水位预测模型,并将其作为理论基础,与传感网信息模型和服务接口相结合,提出了洪涝过程动态探测与准实时服务(process-based flood detection and service,PFD&S)方法。以PFD&S方法为基础,设计并开发了PFD&S原型系统,该系统由传感器层、数据接入层、洪涝探测层和用户交互层4层组成,且具备传感器数据发布和洪涝事件订阅两种使用模式。文中以2016年夏季发生在黄汉流域的洪涝事件为例,对PFD&S方法的可行性和有效性进行验证。结果表明,PFD&S方法和系统能够精准判断洪涝事件所处阶段,并根据不同阶段的需求提供水位预测、洪涝预警或洪涝信息统计等服务,且方法具备准实时性和可扩展性特征。

改进蚁群算法支持下的交通流量分配

灾后城市交通运输能力下降,原有的流量分配方案不再适用。为保障正常的经济社会活动,本文提出了一种基于改进蚁群算法的交通流量分配方法。首先评估路网通行能力影响因素并建立道路质量评价体系,利用路段质量改进蚁群算法中的启发式因子;然后为扩大蚁群搜索范围加入随机节点并改进信息素的更新机制;最后应用改进算法对城市交通总量进行分批分配并得到流量分配图。结果表明,改进算法综合考虑了出行距离和道路质量,较改进前更符合交通流量分配要求,具有较好的路径寻优性,可为灾后救援工作和灾后路网交通分配决策提供建议和支持。

卫星传感器时空覆盖能力评估与优选组合系统设计与实现

卫星传感器是重要的对地观测手段之一。针对如何有效选取、组合多卫星传感器以满足特定的观测任务需求这一问题,提出了基于时空覆盖范围最大化原则的卫星传感器覆盖能力评估方法和传感器优选组合方法。设计并实现了卫星传感器覆盖能力评估与优选组合系统,实现了卫星传感器建模、观测主题定义、传感器对地覆盖能力评估与传感器优选组合观测。最后,以金沙江流域下游紧急降雨观测任务为例,验证了系统的实用性。

智慧城市时空信息云平台技术体系与标准需求

分析了智慧城市时空信息云平台的需求,提出了时空信息云平台架构及层次,列举了智慧城市时空信息云平台一个应用实例,展望了智慧城市时空信息云平台标准化需求。

基于Spark GraphX和社交网络大数据的用户影响力分析

利用社交网络大数据进行用户影响力分析,有助于识别网络环境中影响力强的用户实现其社会和商业价值。传统方法无法高效处理海量社交网络数据,定量准确地分析用户影响力,为解决该问题,提出一种基于PageRank算法的改进的用户影响力评价模型。综合考虑了用户连接程度和活跃程度,并以支持大规模并行图计算的Spark Graph X为工具,快速高效地实现了微博用户影响力的定量分析与评价。实验结果表明,所提方法效率更高,得到的用户影响力结果更接近真实情况。

基于多种干旱指数的长江中下游五省干旱监测与对比

利用多源遥感数据和稻谷产量资料,采用降水条件指数(PCI)、植被状态指数(VCI)、土壤湿度条件指数(SMCI)、温度条件指数(TCI)以及优化植被干旱指数(OVDI)5种干旱指数,对2012、2013年长江中下游五省的干旱状况进行监测。在此基础上,以标准化降水指数(SPI)和作物减产率为参考指标,对上述5种干旱指数在该区域的适用性进行比较分析。结果表明:PCI、SMCI更适用于长江中下游五省的干旱监测,而TCI、VCI不适合单独用于该地区的干旱监测。在2012、2013年,长江中下游五省发生了不同程度的干旱,其中2013年的干旱更严重(波及范围更广、发生频次更高)。2012年的干旱主要集中在1—2月和6—8月两个时段,旱区集中在北部地区,大致呈东北—西南向的条带状分布;而2013年的干旱主要集中在1—2月和6—10月两个时段,旱区覆盖了整个研究区域,且各省旱情不同步。

A DISTRIBUTED HYPERMAP MODEL FOR INTERNET GIS

The rapid development of Internet technology makes it possible to integrate GIS with the Internet,forming Internet GIS.Internet GIS is based on a distributed client/server architecture and TCP/IP & IIOP.When constructing and designing Internet GIS,we face the problem of how to express information units of Internet GIS.In order to solve this problem,this paper presents a distributed hypermap model for Internet GIS.This model provides a solution to organize and manage Internet GIS information units.It also illustrates relations between two information units and in an internal information unit both on clients and servers.On the basis of this model,the paper contributes to the expressions of hypermap relations and hypermap operations.The usage of this model is shown in the implementation of a prototype system.

A New Approach to a Local E-Government Portal for Information Management and Deep Searching

The paper introduces a new approach, that is, semantic Web techniques, to shed a new light on the solutions for local e-government information portal. After taking the comparison between traditional approaches and semantic approaches, the design of arehitecture and components of a local e-government information portal are illustrated in details based on semantic technologies. The paper also researches on the core technologies of implementation of the new approach, including the definition of e-government information portal Ontologies and searching algorithms.

智慧城市时空信息综合决策关键技术与系统

如何根据智慧城市运行管理、建设规划和应急指挥等政府决策部门的综合需求,实现分散信息资源的统一集成、复杂模型资源的有效调用和决策时空信息的高效共享与可视化,成为现阶段城市综合决策的重大挑战。首先提出了感知联网与时空信息接入、地理空间模型联网与认知、决策时空信息聚焦服务等智慧城市时空信息综合决策共性关键技术,突破了城市时空信息智能分析、协同决策与主动聚焦服务的瓶颈;其次,设计并实现了智慧城市时空信息综合决策原型系统,并以太原市燃气泄漏应急响应为例,验证了系统辅助城市综合决策的可行性和适用性;最后,概括了城市(群)立体感知网、城市(群)模型网和城市(群)时空大数据3大主要发展趋势。

1983—2015年我国农业区域三类骤旱时空分布特征分析

当前全球和区域骤旱现象时有发生,短时间内造成巨大的社会经济影响,已经成为干旱研究的前沿热点之一。然而由于其驱动因素多样、时空过程复杂,骤旱的监测、预警和决策一直面临很大的挑战。针对骤旱的复杂时空特性,以中国农业区域为例,重点分析了降雨骤旱、高温骤旱和复合骤旱等3类骤旱在1983—2015年的时空分布特征,揭示了各类骤旱事件的发生次数、发生历时、空间分布、时间分布和演变趋势。研究结果表明:我国农业区域的骤旱次数呈现逐年增加的趋势,尤其是高温引发的骤旱呈现急剧增长趋势,而年际的历时变化有增有减,但幅度均不大;我国东北农业地区是骤旱的重灾区,发生频率高,高温骤旱的历时也较长;骤旱主要集中在春季和夏季,分别以高温骤旱和降雨骤旱为主。研究有助于建立新型骤旱监测方法与系统,并为局部地区提供骤旱防御信息支撑。

地理空间传感网融合服务技术与应用

随着遥感数据网、传感网、物联网和人工智能的发展,逐渐形成空天地海立体化、集成化和一体化的地理空间传感网。地理空间传感网感知资源呈现出多源、异构和分散的特征,面向多层次用户个性化、即时化和智能化应用需求,存在异构资源共享管理、多协议实时接入、时空无缝感知、自动化感知和精准预测等技术挑战。静态地理信息服务由于无法提供鲜活的地理信息,难以满足地理事件的综合监测、决策预警和聚焦应用需求,急需发展地理空间传感网融合服务技术和实时动态地理信息服务平台。本文围绕信息物理网环境下空天地海观测平台的观测高效共享和融合服务问题,提出了传感网观测共享信息模型和点面观测协同无缝重建模型,突破了观测在线接入、集成管理、星地融合、时空预测和聚焦服务等地理空间传感网融合服务关键技术,研制了包含"感-联-知-控"等功能的传感网时空信息网络感知服务系统GeoSensor,介绍了GeoSensor在流域、海洋和城市等典型应用。未来将进一步发展"人-水-城"智能感知认知理论,突破"空天地海人"群智感知、空间智能和认知服务技术,开展长江经济带应用。

GF-1垂直干旱指数的土壤湿度空间格局分析——以秭归县为例

针对中低分辨率的遥感图像在表征空间异质性较大地区的土壤湿度空间格局存在较大误差问题,该文探讨了基于高分辨率影像在小尺度上分析土壤湿度空间分布及变异规律的可行性。首先利用高分一号WFV数据构建垂直干旱指数来反映秭归县土壤湿度干湿状况,然后进一步分析了该县土壤湿度在水平及垂直方向上的空间格局和分异规律。实验结果表明,野外同步土壤表层水含量测试数据同垂直干旱指数两者表现出较好的相关程度。

基于时空变异性的土壤水分观测网设计

合理有效的土壤水分观测网能更好地监测土壤水分原位数据,并提供高精度的土壤水分信息。通过对武汉“1+8”城市圈2010—2019年土壤水分的时空变异性进行分析,并叠加现有站点分布情况和土地利用类型数据,对研究区域进行了两次分区,设计了一种基于时空变异性的土壤水分观测网优化布局方法。设计的观测网在已有的24个站点基础上,新增了79个站点,使现有单点控制面积下降到符合国家规范要求的381—792 km^(2)之间,同时单点代表性相较于布设前平均提升了71.57%。该方法遵循了“先分区后布设”的思想,先利用空间相对连续的卫星遥感数据获取区域土壤水分地理规律,再推导地面站网的布局方案,可以为相关站网的优化布设提供一种新的参考。